深入解析電容器常見故障與預防措施

電容器常見故障與成因詳解

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一般電容器故障原因

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1. 初期性故障：

   • 電容器本身存在潛在缺陷，於供電初期遇到異常情形時，會加速劣化導致故障。

2. 偶發性故障：

   • 安裝時接線不牢固或受到外力破壞。

3. 過載(Overload)使用引起之故障：

   • (1) 安裝處所通風不良，周圍溫度過高。
   • (2) 過電壓運轉：包含電源電壓變動、諧波(harmonic)電壓、串聯電抗器(Series Reactors)後之基波壓升，超過最高容許過電壓限值。
   • (3) 過電流運轉：電容器充電電流含有諧波時，其有效值不得大於容許過電流限值。
   • (4) 用於自動功率因數調整盤(Power Factor Controllers)的電容器，因負載變化頻繁投入與跳脫，若投入瞬間突增電流未加抑制，極易造成電容器故障及接觸器接點損壞。

4. 老化性故障：

   • 電容器使用多年後，因絕緣強度老化和內部游離等因素，導致電氣絕緣強度降低而損壞。

啟動電容器故障十大主要原因

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1. 環境與溫度影響

   • 周圍溫度過高
   • 電容器盤體散熱不良
   • 相鄰電容器安裝間距不足，導致散熱不良

2. 人為操作不當

   • 低壓電容器斷電後1分鐘內應降至50V以下
   • 高壓電容器斷電後10分鐘內應降至75V以下
   • 殘餘電壓未降至安全值以下即再行投入

3. 保護設備選用不當

   • 高壓開關、Fuse或NFB選用不當
   • 線徑選用不當
   • 接觸器(MC)等級不足（至少需AC3級）
   • UV、OV及計時器選用不當
   • 不平衡保護不足

4. 過電流

   • 由於諧波效應影響
   • 共振現象造成諧波值放大

5. 突入電流

   • 依IEC 60947-4-1 Table7b規定，突入電流值最大可達Isc額定之100倍

   

6. 過電壓

   • 電容器耐壓應符合IEC 60831-1或IEC 60871-1
   • 電容器耐壓選用不當

7. 串聯共振

   • 供電系統諧波與電容器相互影響，會造成過電壓

8. 並聯共振

   • 諧波產生源設備與電容器影響，會造成過電流

9. 搭配選用不當

   • 未配置串聯電抗器
   • 電抗器規格選用不當（如6%、8%或13%）
   • 電抗器耐流不足
   • 電抗器與電容器阻抗匹配有爭議

10. 設備因素

    • 電容器衰竭老化
    • 電抗器耐流不足，磁通過飽和
    • 製作品質不良，C或XL/XC值浮動
    • 共振頻率(resonance frequency)異動或失控

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